CN115845608A - 用于放射性核素分离提取的发生器及其操作方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于放射性核素分离提取的发生器及其操作方法和应用，用于放射性核素分离提取的发生器，包括淋洗液注入单元、动力装置、分离柱和淋洗液出口单元；所述淋洗液注入单元与淋洗液储存机构可拆卸式连接，所述淋洗液注入单元与分离柱通过管道连接，所述淋洗液注入单元用于向分离柱注入淋洗液；所述分离柱装填有吸附剂，用于实现放射性核素分离；所述淋洗液出口单元与分离柱通过管道连接，所述淋洗液出口单元用于导出分离柱中的流出液；所述动力装置设置在淋洗液注入单元和分离柱之间的管道上或设置在淋洗液出口单元和分离柱之间的管道上。本发明能够实现定速定量的自动淋洗，有效减少发生器内的死体积，减小放射性核素的损失。

Description

用于放射性核素分离提取的发生器及其操作方法和应用

技术领域

本发明涉及放射性同位素制备技术领域，具体涉及用于放射性核素分离提取的发生器及其操作方法和应用。

背景技术

在核医学的发展中，短半衰期放射性的核素制备的药物具有较大的应用价值，常用的短半衰期核素可使用原子反应堆或加速器产生的核反应生成，由于较短的半衰期的限制，使得短半衰期核素的使用受到限制。放射性核素发生器俗称“母牛”，可以使用半衰期较长的放射性核素作为母体，经过衰变生成适合医用的短半衰期子体核素，使用发生器将子体核素和母体核素分离的装置。母体吸附在发生器分离柱内中吸附剂上，根据不同吸附剂对不同核素的吸附性能将子体核素洗脱，由于母体的放射性衰变，子体不断生成，经过一定周期达到动态平衡，又可以通过淋洗获得子体。理论上讲，衰变链中的任何一对母、子体核素都可以制备成发生器，但目前常用的只有^99mTc、^113mIn、¹³²I、⁶⁸Ca、⁹⁰Y、¹⁸⁸Re发生器等。

常用的发生器依靠收集淋洗液的负压瓶实现溶液的流动和核素的洗脱，使用时间短，收集速度快，但是对某些特殊的分离材料，流速过快易导致母体核素漏穿，且对特殊的分离材料仅靠负压为动力已不能实现较好的分离，需要额外提供动力，使淋洗液在分离柱中按照一定流速实现流动，控制流速，完成定速定量淋洗，控制死体积，减少放射性核素的损失。

因此，需要提供一种放射性核素发生器装置，实现定速定量的自动淋洗，有效减少发生器内的死体积，减小放射性核素的损失的新型发生器。

发明内容

本发明的目的在于提供用于放射性核素分离提取的发生器，能够实现定速定量的自动淋洗，有效减少发生器内的死体积，减小放射性核素的损失。

此外，本发明还提供上述发生器的操作方法和应用。

本发明通过下述技术方案实现：

用于放射性核素分离提取的发生器，包括淋洗液注入单元、动力装置、分离柱和淋洗液出口单元；

所述淋洗液注入单元与淋洗液储存机构可拆卸式连接，所述淋洗液注入单元与分离柱通过管道连接，所述淋洗液注入单元用于向分离柱注入淋洗液；

所述分离柱装填有吸附剂，用于实现放射性核素分离；

所述淋洗液出口单元与分离柱通过管道连接，所述淋洗液出口单元用于导出分离柱中的流出液；

所述动力装置设置在淋洗液注入单元和分离柱之间的管道上或设置在淋洗液出口单元和分离柱之间的管道上。

即本发明动力装置在淋洗液入口单元和分离柱之间即在前端提供压力供淋洗液流动，所述的动力装置也可在分离柱和淋洗液出口单元之间即在后端提供动力供淋洗液流动。

本发明所述的动力装置用于实现淋洗液的流速或流量的调节，避免流速过快易导致母体核素漏穿，且额外提供动力，使淋洗液在分离柱中按照一定流速实现流动，控制流速，完成定速定量淋洗，控制死体积，减少放射性核素的损失。

进一步地，淋洗液注入单元包括双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头与进气口连接，另一个针头通过管道与分离柱连接。

淋洗液储存机构可以是西林瓶等储液瓶，当储液瓶倒置插入时的双针头，长针头为空气入口，短针头为淋洗液入口，当淋洗瓶正放淋洗液入口由上方插入时的双针头，长针头为淋洗液入口，短针头为空气入口。

进一步地，淋洗液注入单元通过双针头与淋洗液储存机构连接。

进一步地，动力装置包括蠕动泵、注射泵恒流泵或柱塞泵。

进一步地，分离柱包括具有内腔的色谱柱，材质为石英玻璃、不锈钢制品、钛加工管等制品，所述内腔内填充有吸附剂，吸附剂的具体材料可根据待分离放射性核素的种类进行合理设置，所述内腔内在吸附剂下方设置有筛板，所述内腔内在筛板下方形成出液腔，所述出液腔通过管道与淋洗液出口单元连接；筛板目数可根据分离材料调节，筛板目数大于分离材料目数即可。

进一步地，淋洗液出口单元包括双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头为空气出口，另一个针头通过管道与分离柱连接，为淋洗液出口。

当收集容器正放，淋洗液出口单元由上方插入时的双针头，长针头为洗脱液出口，短针头为空气入口，当收集容器倒置插入时的双针头，长针头为空气入口，短针头为洗脱液出口。

进一步地，还包括屏蔽铅罐；

所述屏蔽铅罐包括可拆卸式连接的罐体和罐盖，所述罐体内具有放置分离柱的腔体。

进一步地，还包括淋洗铅罐和淋洗液接收机构(即收集容器)；

所述淋洗液接收机构与淋洗液出口单元可拆卸式连接，所述淋洗铅罐用于实现对淋洗液接收机构的屏蔽。

进一步地，淋洗液接收机构与淋洗液出口单元之间通过淋洗液出口单元上的双针头连接，所述淋洗铅罐上设置有一个通孔，所述淋洗液出口单元与通孔之间采用间隙配合方式实现淋洗液接收机构置于淋洗铅罐内。

进一步地，还包括发生器外壳，所述淋洗液注入单元、动力装置、分离柱和淋洗液出口单元均安装在发生器外壳上。

发生器外壳用于发生器各部件的固定与连接，材质为塑料、不锈钢等硬质材料。

发生器的操作方法，包括以下步骤：

S1、根据待分离放射性核素的种类，向分离柱中装填相匹配的吸附剂，然后向分离柱中注入待分离放射性核素母液；

S2、通过管道连接淋洗液注入单元、动力装置、分离柱和淋洗液出口单元；

S3、当放射性核素与吸附剂达到吸附平衡后，将淋洗液储存机构与淋洗液注入单元连接，启动动力装置，调节淋洗液流速，实现对分离柱的淋洗，流出液通过淋洗液出口单元导出分离柱。

发生器在放射性核素分离提取中的应用。

进一步地，放射性核素分离提取包括由²²⁷Ac中产生²²³Ra时，分离母液中的²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra，完成²²³Ra的淋洗收集。

²²³Ra是一种反应堆生产的α放射性核素，其物理半衰期为11.4d，只发射α射线，其能量皆在局部吸收，对局部组织产生辐射损伤，对正常组织的辐射损伤较小，因此在治疗肿瘤转移方面具有明显优势，²²³Ra放射性核素可以用来照射骨表面，并且没有任何显著的放射性核素的易位(包括扩散至骨髓)。²²³Ra发射α粒子的射程短(不到10个细胞直径)，能够最大限度地减少对周围正常组织的伤害。Ra模拟钙离子，通过与骨骼中的羟基磷灰石(HAP)形成复合物，可以选择性的靶向骨骼，尤其是骨转移区域。²²³Ra发射的高线性能量转移(LET)射线(80keV/μm)，能够在邻近肿瘤细胞中引发高频率的双链DNA断裂，从而产生强效的细胞毒效应，进而对骨转移产生抗肿瘤作用。

²²³Ra的其中一个制备原理：²²³Ra的制备以²²⁷Ac为源，²²⁷Ac发生β衰变为²²⁷Th，²²⁷Th发生α衰变为²²³Ra。而²²⁷Ac较长的半衰期对于获取²²³Ra，最便捷有效的方法即提供一种放射性核素发生器。²²⁷Ac-²²³Ra发生器装置结构是否科学合理对Ra-223的提取效率和产品质量至关重要。

将本发明所述发生器中分离柱的吸附剂设置为用于分离²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra的材料。淋洗采用无机酸，无机酸包括硝酸、盐酸、医用盐酸，优选为盐酸、医用盐酸，进一步优选为医用盐酸。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的发生器不仅能够实现核素分离，且能够实现定速定量的自动淋洗，有效减少发生器内的死体积，减小放射性核素的损失。

2、本发明的发生器为通用的放射性核素发生器，可根据待分离放射性核素的种类，向分离柱中装填相匹配的吸附剂，形成不同的核素分离发生器，用于不同和核素分离。

3、采用本发明的发生器可实现²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra的分离，完成²²³Ra的淋洗收集。

4、本发明便于操作，且具有辐射防护效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明发生器的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-淋洗液入口；2-动力装置；3-分离柱；4-淋洗液出口；5-淋洗铅罐；6-屏蔽铅罐；7-发生器外壳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，用于放射性核素分离提取的发生器，包括淋洗液注入单元1、动力装置2、分离柱3和淋洗液出口单元4；

淋洗液注入单元1用于向分离柱3注入淋洗液，淋洗液注入单元1包括定位板，在定位板上设置有双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头与进气口连接，另一个针头通过管道与分离柱3连接。使用时直接将双针头插入淋洗瓶的胶塞即可，在液面以外的针头与进气口连接，具体地：当淋洗瓶倒置插入时的双针头，长针头为空气入口，短针头为淋洗液入口，当淋洗瓶正放淋洗液入口由上方插入时的双针头，长针头为淋洗液入口，短针头为空气入口。

分离柱3装填有吸附剂，用于实现放射性核素分离，可根据分离放射性核素的种类，向分离柱3中装填相匹配的吸附剂，分离柱3包括具有内腔的色谱柱，材质为石英玻璃、不锈钢制品、钛加工管等制品，所述内腔内填充有吸附剂，所述内腔内在吸附剂下方设置有筛板，所述内腔内在筛板下方形成出液腔，所述出液腔通过管道与淋洗液出口单元4连接，筛板目数可根据分离材料调节，筛板目数大于分离材料目数即可。

淋洗液出口单元4与分离柱3通过管道连接，所述淋洗液出口单元4用于导出分离柱3中的流出液；

在本实施例中，淋洗液出口单元4定位板，所述定位板上设置有双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头为空气出口，另一个针头通过管道与分离柱3连接，为淋洗液出口；使用时将洗液出口单元4的双针头插入淋洗液接收机构即收集容器，当收集容器正放，淋洗液出口单元由上方插入时的双针头，长针头为洗脱液出口，短针头为空气入口，当收集容器倒置插入时的双针头，长针头为空气入口，短针头为洗脱液出口。

动力装置2设置在淋洗液注入单元1和分离柱3之间的管道上或设置在淋洗液出口单元4和分离柱3之间的管道上，动力装置2为蠕动泵、注射泵、恒流泵或柱塞泵等。

动力装置2向发生器装置提供动力输入；由控制面板控制动力装置调速，提供动力带动液体流动；动力装置流速或流量控制范围可调节，可通过控制动力装置控制淋洗体积。

发生器的操作方法，包括以下步骤：

S1、根据待分离放射性核素的种类，向分离柱3中装填相匹配的吸附剂，然后向分离柱3中注入待分离放射性核素母液；

S2、通过管道连接淋洗液注入单元1、动力装置2、分离柱3和淋洗液出口单元4；

S3、当放射性核素与吸附剂达到吸附平衡后，将淋洗液储存机构与淋洗液注入单元1连接，启动动力装置2，调节淋洗液流速，实现对分离柱3的淋洗，流出液通过淋洗液出口单元4导出分离柱3。

实施例2：

如图1所示，本实施例基于实施例1，还包括屏蔽铅罐6、淋洗铅罐5和发生器外壳7；

屏蔽铅罐6包括可拆卸式连接的罐体和罐盖，罐体和罐盖可以采用螺纹连接，罐体内具有放置分离柱3的腔体，屏蔽铅罐6采用铅材料制成，用于对分离柱3进行屏蔽。

淋洗铅罐5用于实现对淋洗液接收机构的屏蔽，淋洗铅罐5上设置有一个通孔，所述淋洗液出口单元4的定位板与通孔之间采用间隙配合方式实现淋洗液接收机构置于淋洗铅罐5内。

淋洗液注入单元1、动力装置2、分离柱3和淋洗液出口单元4均安装在发生器外壳7内；

具体地：

发生器外壳7为顶部开口的箱体结构，材质为塑料、不锈钢等硬质材料，屏蔽铅罐6安装在发生器外壳7内底部，在发生器外壳7内屏蔽铅罐6上方可拆卸式安装有一个固定板，淋洗液注入单元1、动力装置2和淋洗铅罐5均安装在固定板上。

实施例3：

如实施例1或实施例2所述发生器在放射性核素分离提取中的应用。

其中一个具体应用为：由²²⁷Ac中产生²²³Ra时，分离母液中的²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra，完成²²³Ra的淋洗收集。

发生器中分离柱3的吸附剂设置为用于分离²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra的材料。淋洗采用无机酸，无机酸包括硝酸、盐酸、医用盐酸，优选为盐酸、医用盐酸，进一步优选为医用盐酸

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (13)

1.用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，包括淋洗液注入单元(1)、动力装置(2)、分离柱(3)和淋洗液出口单元(4)；

所述淋洗液注入单元(1)与淋洗液储存机构可拆卸式连接，所述淋洗液注入单元(1)与分离柱(3)通过管道连接，所述淋洗液注入单元(1)用于向分离柱(3)注入淋洗液；

所述分离柱(3)装填有吸附剂，用于实现放射性核素分离；

所述淋洗液出口单元(4)与分离柱(3)通过管道连接，所述淋洗液出口单元(4)用于导出分离柱(3)中的流出液；

所述动力装置(2)设置在淋洗液注入单元(1)和分离柱(3)之间的管道上或设置在淋洗液出口单元(4)和分离柱(3)之间的管道上。

2.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述淋洗液注入单元(1)包括双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头与进气口连接，另一个针头通过管道与分离柱(3)连接。

3.根据权利要求2所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述淋洗液注入单元(1)通过双针头与淋洗液储存机构连接。

4.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述动力装置(2)包括蠕动泵、注射泵恒流泵或柱塞泵。

5.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述分离柱(3)包括具有内腔的色谱柱，所述内腔内填充有吸附剂，所述内腔内在吸附剂下方设置有筛板，所述内腔内在筛板下方形成出液腔，所述出液腔通过管道与淋洗液出口单元(4)连接。

6.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述淋洗液出口单元(4)包括双针头，所述双针头包括一个长针头和一个短针头，其中一个针头为空气出口，另一个针头通过管道与分离柱(3)连接，为淋洗液出口。

7.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，还包括屏蔽铅罐(6)；

所述屏蔽铅罐(6)包括可拆卸式连接的罐体和罐盖，所述罐体内具有放置分离柱(3)的腔体。

8.根据权利要求1所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，还包括淋洗铅罐(5)和淋洗液接收机构；

所述淋洗液接收机构与淋洗液出口单元(4)可拆卸式连接，所述淋洗铅罐(5)用于实现对淋洗液接收机构的屏蔽。

9.根据权利要求8所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，所述淋洗液接收机构与淋洗液出口单元(4)之间通过淋洗液出口单元(4)上的双针头连接，所述淋洗铅罐(5)上设置有一个通孔，所述淋洗液出口单元(4)与通孔之间采用间隙配合方式实现淋洗液接收机构置于淋洗铅罐(5)内。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于放射性核素分离提取的发生器，其特征在于，还包括发生器外壳(7)，所述淋洗液注入单元(1)、动力装置(2)、分离柱(3)和淋洗液出口单元(4)均安装在发生器外壳(7)内。

11.如权利要求1-10任一项所述发生器的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据待分离放射性核素的种类，向分离柱(3)中装填相匹配的吸附剂，然后向分离柱(3)中注入待分离放射性核素母液；

S2、通过管道连接淋洗液注入单元(1)、动力装置(2)、分离柱(3)和淋洗液出口单元(4)；

S3、当放射性核素与吸附剂达到吸附平衡后，将淋洗液储存机构与淋洗液注入单元(1)连接，启动动力装置(2)，调节淋洗液流速，实现对分离柱(3)的淋洗，流出液通过淋洗液出口单元(4)导出分离柱(3)。

12.如权利要求1-10任一项所述发生器在放射性核素分离提取中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，放射性核素分离提取包括由²²⁷Ac中产生²²³Ra时，分离母液中的²²⁷Ac、²²⁷Th和²²³Ra，完成²²³Ra的淋洗收集。

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